中醫(yī)藥院校生物工程課程研究

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摘要：中醫(yī)藥大學開設(shè)的生物工程專業(yè)旨在培養(yǎng)具有中醫(yī)藥思維的生物工程復(fù)合人才，而生物工程導論作為該專業(yè)的入門課程對學生建立對專業(yè)的歸屬感具有重要的引導作用。為了提高教學效果，我們結(jié)合中醫(yī)藥院校的特點在教學內(nèi)容、教學資源、教學方法等方面進行了一些探索。

關(guān)鍵詞：生物工程導論；中醫(yī)藥院校；教學

生物工程導論是一門生物工程專業(yè)基礎(chǔ)理論課，屬于生命科學的前沿學科。開設(shè)對于讓學生認識專業(yè)、了解專業(yè)、重視專業(yè)、熱愛專業(yè)有重要的意義。中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)開設(shè)生物工程導論課程的宗旨不僅僅是引導學生全面而系統(tǒng)地了解專業(yè)全貌，進一步拓展學習的知識面，增強學生對所學專業(yè)的興趣；還引導學生在學習的過程中思考生物工程與中醫(yī)藥的聯(lián)系，如何使現(xiàn)代的生物工程技術(shù)與古老的傳統(tǒng)中醫(yī)藥結(jié)合起來，從而促進中醫(yī)藥的發(fā)展，培養(yǎng)中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才[1]。本文就中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)生物工程導論教學方法進行初步探討。

一根據(jù)中醫(yī)藥院校特點優(yōu)化教學內(nèi)容

生物工程導論的學習旨在使學生對生物工程的發(fā)展有一個總體認識，初步了解和掌握生物工程的知識體系。生物工程導論在我校生物工程專業(yè)屬于專業(yè)必修課，共有36學時，主要是介紹基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等五大工程及其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。但由于學時有限，生物工程專業(yè)在高年級會開設(shè)基因工程、細胞工程等對應(yīng)的專業(yè)課。因此，教師在授課過程中應(yīng)針對專業(yè)特性進行教學內(nèi)容的優(yōu)化，減少具體深入的理論性知識的講授，增加生物技術(shù)在中醫(yī)藥開發(fā)、研究中的應(yīng)用，授課內(nèi)容應(yīng)難易適宜、詳略得當，從而達到普及生物工程技術(shù)的基本知識，完善學生的知識體系的教學目的[2]。由于生物工程導論中涉及的內(nèi)容非常豐富，涵蓋了生物相關(guān)的方方面面，因此，生物工程導論這門課的內(nèi)容必將與其它課程的內(nèi)容存在或多或少的重復(fù)。如基因工程中的核酸、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)與功能等內(nèi)容可能在分子生物學中已經(jīng)有過講述；細胞工程中動物細胞培養(yǎng)、植物細胞的全能性等內(nèi)容與先導課程細胞生物學課程有所重復(fù)；發(fā)酵工程中菌種的選育和保藏等內(nèi)容與同學期開設(shè)的工業(yè)微生物學重復(fù)較多。為了避免相同內(nèi)容的重復(fù)授課，避免學生形成對相同課程內(nèi)容的疲倦性，同時結(jié)合有限的授課學時，故針對相關(guān)內(nèi)容進行有側(cè)重的講解。如基因工程摘除與分子生物學重復(fù)的內(nèi)容，細胞工程摘除與細胞生物學所講授的，重點講述植物組織培養(yǎng)在中藥材生產(chǎn)中的應(yīng)用、細胞融合、單克隆抗體、干細胞工程等與醫(yī)藥相關(guān)的部分內(nèi)容。我們根據(jù)中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)特點和培養(yǎng)要求，選取“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材，即由科學出版社出版的，宋思揚、樓士林主編的《生物技術(shù)概論（第四版）》為教材。按在過去三年的教學中，我們在學時數(shù)不變的前提下，根據(jù)需要和教學實際，對教材內(nèi)容有所取舍，進行適當調(diào)整，優(yōu)化教學內(nèi)容。具體調(diào)整方案為：第一章生物技術(shù)總論及第2-6章基因工程、蛋白質(zhì)工程等五大工程各4學時，共計22學時，在有限的學時里讓學生對生物工程的五大工程有所了解，講述的過程中舍去在生物化學和分子生物學等相關(guān)課程中已經(jīng)詳細講述的內(nèi)容，避免基礎(chǔ)知識的重復(fù)介紹，把重點放在各個工程產(chǎn)生的由來及發(fā)展上，對具體的復(fù)雜的技術(shù)理論僅做一般了解。剩余14學時著重以實例的形式講述生物技術(shù)在中醫(yī)藥中的應(yīng)用，如：細胞懸浮培養(yǎng)、毛狀根培養(yǎng)等技術(shù)在中藥材生產(chǎn)中的應(yīng)用、單克隆抗體在現(xiàn)代腫瘤治療中的應(yīng)用，傳統(tǒng)紅曲等發(fā)酵類中藥的現(xiàn)代制備工藝等，讓學生能接觸到生物工程，了解到生物工程的廣泛內(nèi)涵，增加其專業(yè)的歸屬感，培養(yǎng)學生的中醫(yī)藥思維。

二充分利用豐富教學資源

在生物工程導論教學過程中，我們把學生需要掌握的重點、難點與學生自身興趣點結(jié)合起來，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生參與課堂的積極性。生物工程導論課程理論點多面廣，很多內(nèi)容又相對深奧抽象，學生難于理解，加之該學科發(fā)展更新快,學生要想在有限的課堂教學中全面的、系統(tǒng)的掌握生物化學知識困難重重。適當運用多媒體教學,充分利用國內(nèi)外的圖片、影像資料，借助色彩明快、富于變化的圖片資料和短小精干的動畫等，對大學生擴大、拓寬知識面,加強學科間的橫向聯(lián)系,調(diào)動學生學習的積極性和主動性具有重要現(xiàn)實意義。如在講述PCR反應(yīng)原理時，我給同學們播放美國Bio-Rad公司的PCR之歌，歌曲內(nèi)容包括了PCR技術(shù)發(fā)明的背景、發(fā)明人、PCR原理及過程、PCR技術(shù)的用途等，在短短的三分鐘內(nèi)不僅吸引了學生的興趣，不僅活躍了教學氣氛，降低了學習的難度,而且可以啟迪思維,加深學生對重點、難點的理解和把握。在網(wǎng)絡(luò)資源日益發(fā)達的今天，網(wǎng)絡(luò)資源在教學工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。學生學習的知識的途徑不再是單一的教材，網(wǎng)絡(luò)也成為向?qū)W生輸送知識的一條重要窗口。在生物工程導論的教學中，我們應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，充分發(fā)揮學生的主體地位，引導學生進行自主探究學習。我們在教學中，積極向?qū)W生推薦相關(guān)專業(yè)網(wǎng)站等，配合課堂教學，幫助學生全面了解生物工程相關(guān)知識的大體框架，擴展視野，充實自我，也為將來進一步學習其他專業(yè)課程打下基礎(chǔ)。

三增加背景知識，激發(fā)學生的求知欲

課堂教學是以教師為主導，以學生為主體的復(fù)雜過程，提高課堂教學效果是提高教學質(zhì)量的關(guān)鍵。作為一名教師，要講好每一堂課，需要針對該學科的特點，在學生的接受能力的范圍內(nèi)，靈活地采用不同的教學方法[3-4]。在生物工程導論教學過程中，我們除了強調(diào)將教學大綱要求掌握的知識點與學生興趣點結(jié)合，基礎(chǔ)知識與生產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合，還著重增加一系列背景知識，如經(jīng)典技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明過程，有卓越貢獻的科學家的傳奇故事等，進一步激發(fā)起學生的學習興趣，避免整堂課進行填鴨式“枯燥”理論的學習。例如，在講述限制性內(nèi)切酶時，我列出了一個由限制性內(nèi)切酶的發(fā)明人—瑞士微生物遺傳學家阿爾伯的女兒西爾維婭講述的國王與仆人的故事，在故事中引導學生發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶的作用及其限制修飾的基本原理。在介紹到一些重要的實驗技術(shù)時，對該技術(shù)的發(fā)明者及該領(lǐng)域的一些著名專家給予一定的介紹，吸引學生學習該技術(shù)的興趣。例如，在講解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析時，我會給學生介紹我國著名的結(jié)構(gòu)生物學家施一公教授及其部分研究成果，以引起學生探究神秘的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的興趣。

四聯(lián)系生物工程應(yīng)用實例，激發(fā)學生學習的興趣

21世紀以來，隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，許多生物技術(shù)成果已在現(xiàn)實生活中得到了廣泛應(yīng)用，將這些真實的事例向?qū)W生講解，說明生物工程技術(shù)改變我們現(xiàn)實生活的巨大潛力，從而進一步提高學生的求知欲和學習的興趣。如在講述單克隆抗體時，我會進一步講述單克隆抗體藥物在抗腫瘤和自身免疫系統(tǒng)缺陷治療領(lǐng)域的應(yīng)用，并以貝伐珠單抗等常用單克隆抗體藥物為例介紹單抗藥物的分子機理及市場趨勢，讓學生真實了解到生物技術(shù)為人民健康和企業(yè)發(fā)展帶來的巨大利益。類似的實例還有很多，例如高通量測序技術(shù)在胎兒產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用、CRISPR/Cas9技術(shù)在基因治療中的應(yīng)用潛力、人參、丹參毛狀根的大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)等，通過這些案例的講解，學生既增強了理論知識的理解，也增強了理論與實踐相結(jié)合的觀念，對其建立專業(yè)的認知的樹立專業(yè)的歸屬感具有重大幫助。

五科研反哺教學，課堂融入科研成果

教學和科研是推動高校發(fā)展的兩翼，也是人才培養(yǎng)的兩大支柱。只有教學與科研有機結(jié)合，有效地實施科研反哺教學，才能使教學與科研共同提高，從而建立良好的教學環(huán)境，培養(yǎng)造就出創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)科技人才[5]。生物工程領(lǐng)域的許多基本原理和理論均與實際生產(chǎn)聯(lián)系十分密切，在教學過程中就注意將書本上的理論知識與一些實際科研問題聯(lián)系起來，在部分相關(guān)章節(jié)的講述中結(jié)合目前教師所在的課題組已取得的部分科研成果，這樣有利于發(fā)現(xiàn)學生興趣，為進一步鼓勵引導學生及早進入教師研究室參與教師的科研活動，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。例如，在講述高通量測序在藥用植物中研究的應(yīng)用時，我以課題組前期發(fā)表的相關(guān)論文為例，為學習詳細闡述高通量測序在河南道地藥材地黃、山茱萸次生代謝生物合成中的作用。所選用的文章涉及了RNA提取、RNA質(zhì)量控制、轉(zhuǎn)錄組測序、生物信息學分析等方面的內(nèi)容，通過對文章的詳細講述，不僅回顧了之前章節(jié)核酸的性質(zhì)的部分內(nèi)容，又結(jié)合了正在講述的高通量測序，還進一步對后續(xù)章節(jié)中的生物信息學分析有了初步的印象，使學生對所學內(nèi)容有一個整體的觀念，也啟發(fā)學生如何探索科研的思路。通過上述的探索在教學中的應(yīng)用，培養(yǎng)了學生學習該課程的興趣、增強了其專業(yè)的認同感，學習效果也得到了普遍的提高。

參考文獻

[1]余勤,吳昊,萬海同,等.中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)的特色定位和人才培養(yǎng)[J].教書育人:高教論壇,2015(1):34-35.

[2]蘇秀紅,董誠明.《生物工程概論》教學中的問題及解決途徑[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖潤華,杜潔,蘇小麗,等.《近代生物工程導論》課程教學改革的初探[J].科技創(chuàng)新導報,2014(34):155-156.

[4]糾敏,汪倫記,邱智軍.生物工程概論課程教學方法改革初探[J].科教導刊,2013(10):116-116.

[5]劉凱,黃斐.《生物工程概論》課程教學改革初探[J].課程教育研究,2012(24):193-193.

作者:朱畇昊 董誠明 陳隨清 單位:河南中醫(yī)藥大學 藥學院